图1-1-1中(1)所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳,下端拴一小物块A,上端固定在C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连.已知有一质量为m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量守恒定律/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

图1-1-1中(1)所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳,下端拴一小物块A,上端固定在C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连.已知有一质量为m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入A内(未穿透),接着两者一起绕C点在竖直面内做圆周运动.在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间t的变化关系如图1-1-1(2)所示.已知子弹射入的时间极短,且图1-1-1(2)中t=0为A、B开始以相同速度运动的时刻.根据力学规律和题中(包括图)提供的信息,对反映悬挂系统本身性质的物理量(例如A的质量)及A、B一起运动过程中的守恒量,你能求得哪些定量的结果?

图1-1-1

◎ 答案

m=
l=
E=

◎ 解析

由题图(2)可直接得出,A、B一起做周期性运动,运动的周期:T=2t0         ①
令m表示A的质量,l表示绳长,v1表示B运动到最低点时的速度,v2表示运动到最高点时的速度,F1表示运动到最低点时绳的拉力,F2表示运动到最高点时绳的拉力.根据动量守恒定律,
得m0v0=(m0+m)v1                                                             ②
在最低点和最高点处运用牛顿定律可得F1-(m+m0)g=(m+m0)                  ③
F2+(m+m0)g=(m+m0)                                                       ④
根据机械能守恒定律可得2l(m+m0)g=(m+m0)v12-(m+m0)v22                      ⑤
由题图(2)可知F2="0                                                          " ⑥
F1=Fm                                                                       ⑦
由以上各式可解得,反映系统性质的物理量是m=                         ⑧
l=                                                                ⑨
A、B一起运动过程中的守恒量是机械能E,若以最低点为势能的零点,则
E=(m+m0)v12                                                            ⑩
解得E=.

◎ 知识点

    专家分析,试题“图1-1-1中(1)所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳,下端拴一小物块A,上端固定在C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连.已知有一质量为m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入…”主要考查了你对  【动量守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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